토목 구조물의 구조적 안정성을 확보하기 위한 설계 및 시공 기술
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- ENG Platform 기반 설계 자동화
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ENG Platform은 설계업무를 수행함에 있어 공종별 표준화된 프로세스를 통해 개인별 편차를 최소화하고 설계성과의 품질 및 정확도를 향상시키기 위한 설계 단위업무에 대한 표준 업무 환경을 의미합니다. PSC교량, 케이블교량, TBM, NATM, C&C, 케이슨, 매립/준설 등을 7대 핵심공종으로 운영 중이며, Checklist, Guideline, Design Tool 등의 모듈을 활용하여 설계를 수행합니다.
최근에는 주요 설계 Activity별 모듈간 연계를 통해 자동화 플랫폼을 구축하고, AI기반 Machine Learning, Generative Design 등 지능화 설계기술 도입을 추진 중에 있습니다.
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설계 자동화 Process
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- Precast 구조물 설계 및 시공 기술
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Precast 공법은 콘크리트 구조물을 제작장 및 공장에서 선제작하여 건설현장으로 운송 후 조립 및 설치하는 방식입니다. Precast 공법의 장점은 Precast 부재가 공장 및 별도의 제작장에서 제작되므로 건설현장이 공간적, 시간적 제약을 받는 조건에 유용하며, 또한 건설현장에서의 작업 최소화로 친환경적인 방안입니다. 현재 Precast 공법은 교량, 터널, 정거장, 케이슨 등 다양한 토목상품에 적용되고 있으며, 당사도 적용범위를 확대하여 추진 중에 있습니다.
Precast 공법을 적용하기 위해서는 완성된 구조물의 안전성 및 유지관리를 고려하여 Precast 구조물 분할계획 및 이음부 연결방안을 수립하고, 이에 따라 제작장 및 공장에서 Precast 부재를 선제작합니다. 제작된 Precast 부재는 수립된 시공단계방안에 따라 현장으로 운반, 인양 및 가설 작업이 진행됩니다.
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Precast 교량 설치 장면
(사우디 리야드 메트로, FSLM 공법)
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- 교량 형상 관리 기술
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길고 가늘어 유연한 특성과 비선형의 케이블을 가진 특수교량은 시공단계별로 구조계가 변동되므로 매우 엄격한 변위 및 케이블 장력 관리가 필요합니다. 이에 사장교, 현수교 등 케이블교량과 장경간 PSC케이블 교량에 대해서는 초기형상 결정, 시공단계 및 완성계 해석 등 정밀한 형상관리 해석과 기술이 적용되고 있습니다.
특수교량 설계 및 시공에서 핵심요소인 형상관리 기술은 초기형상, 시공가설, 완성계 해석 등으로 수행됩니다. 교량의 최적 설계 및 시공을 위하여 케이블, 재료 비선형성 등을 고려한 정밀해석이 적용되며, 이를 통해 사장교, 현수교 등 케이블 교량과 PSC 교량에 대하여 정밀 형상 관리를 수행하고 있습니다.
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시공순서에 따른 교량 형상관리
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- 3D 프린팅을 이용한 시공 자동화 기술
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토목 분야 자동 무인 시공 기술 적용성 확대를 위해 Robot Arm을 활용한 3D Printing 기술을 개발하고 있습니다. 본 기술의 적용을 통해 인건비 절감 및 숙련공 확보 Risk를 해소할 수 있으며, 시공 안전 및 품질 Risk도 최소화 할 수 있습니다.
기확보한 비내력벽 자동 시공 기술을 기반으로 내력 구조물 및 비정형 조경 시설물에 대한 적용을 추진 중에 있으며, 수평 토출 및 굵은 골재 재료 개발 등 3D Printing 장비 고도화도 지속 추진하고 있습니다.
3D 프린터를 이용한 구조물 시공
